第三章數據庫技術第一節數據的組織與管理數據庫文件1文件2文件n文件n-1記錄1記錄2記錄n-1記錄n數據項1數據項2數據項n-1數據項n…...…...…...姓名、性別等若干學生學生文件學生數據庫一、數據組織的層次數據項多個字符組成一個詞或者一個完整的數字不能再分成有意義的單位。記錄與某個特殊對象或活動有關的所有數據項組成文件與某個特定主題相關的數據記錄的集合。數據庫(Database)綜合的、相關的文件集合數據庫中包括了數據，它們之間的聯系數據組織的層次數據的層次舉例文件數據項紀錄劉漢云數據庫系統489數據庫劉漢云學生數據庫包含：學生姓名、所選課程、學分及成績的記錄課程文件（名字字段）課程文件簡歷文件財務文件劉漢云數據庫系統489李卓宇數據庫系統485張昕陽數據庫系統485圖數據的層次企業建立和維護其信息資源的全部工作稱為信息資源管理數據是一種資源，對它進行管理的過程稱為數據管理。包括：數據收集存儲維護加工處理安全保證組織檢索二、數據管理的內容第二節數據庫技術一、傳統文件處理系統應用程序1數據文件1應用程序2應用程序3數據文件2數據文件3存在問題：1、數據冗余與數據不一致性2、數據聯系弱3、缺少數據字典，缺乏靈活性用戶用戶用戶數據庫處理系統

特點：應用程序1應用程序2應用程序3DBMS數據庫中央數據庫用戶用戶用戶1、完善的數據字典和數據模型2、數據獨立性3、方便的接口4、完整的數據控制功能5、提高了系統的靈活性對比方面文件系統數據庫系統背景應用背景科學計算、管理大規模管理硬件背景磁盤、磁鼓大容量磁盤軟件背景有文件系統有數據庫管理系統處理方式聯機實時處理

批處理

聯機實時處理,

分布處理批處理

特點數據的管理者文件系統數據庫管理系統數據面向的對象某一應用程序整個應用系統數據的共享程度共享性差,冗余度大共享性高，冗余度小數據的獨立性獨立性差高度的物理獨立性和邏輯獨立性數據的結構化記錄內有結構整體結構化，用數據模型描述數據控制能力應用程序自己控制由數據庫管理系統提供數據安全性、完整性、并發控制和恢復能力兩種數據管理方式的對比銀行數據庫處理系統客戶交易處理數據庫管理系統核對帳戶程序存款帳目程序分期貸款程序客戶數據庫..銀行文件處理系統客戶財務報表分期貸款程序帳戶核對處理存款處理分期貸款處理貸款分析報告客戶票據存款文件修改文件修改核對帳戶核對程序分期貸款文件修改存款程序客戶交易數據庫系統的誕生（20世紀60年代末和70年代初）1、數據庫管理系統IMS(InformationManagementSystem)

1968年研制成功、1969年形成產品的。IBM(InternationalBusinessMachine)

層次數據模型2、DBTG報告

美國數據系統語言協會（ConferenceOnDataSystemLanguage）下屬的數據庫任務組（DatabaseTaskGroup）發表了若干個報告，奠定了數據庫的很多概念、方法和技術。

網狀數據模型3、1970年，IBM公司的研究員E.F.Codd發表了論文“大型共享數據庫的關系模型”，為關系數據庫的發展奠定了理論基礎。

關系數據模型二、數據庫系統的產生與構成數據庫是統一管理的相關數據的集合。數據庫系統的構成數據庫系統是由計算機系統、數據、數據庫管理系統和有關人員組成的具有高度組織的總體。1、計算機系統(支持數據庫系統的硬件和軟件環境)2、數據庫（DataBase）3、數據庫管理系統(DBMS)4、人員

·數據庫管理員·系統程序員·用戶數據庫強調數據

數據庫管理系統是系統軟件數據庫系統強調的是系統數據模型數據庫不僅存放數據，而且還要存放數據和數據之間的聯系。表示數據和數據之間的聯系的方法稱為數據模型。層次模型（HierarchicalModel）用樹形結構表示客觀事物之間聯系的模型。ABCDEF倉庫號城市面積倉庫倉庫號

器件號數量庫存倉庫號職工號工資職工職工號供應商號訂購單號訂購日期訂購單網狀模型(NetworkModel)用網絡結構表示客觀事物之間聯系的數據模型。關系模型(RelationalModel)用二維表表示實體與實體之間聯系的模型。倉庫號城市面積WH1北京370WH2上海500WH3廣州200倉庫器件號器件名稱P1顯示卡P2聲卡P3解壓卡P4散熱風扇倉庫號器件號數量WH1P2675WH1P3250WH1P4340WH2P1280WH2P2200WH2P4270WH3P2500WH3P1330器件庫存器件倉庫庫存三、關系數據模型(RelationalModel)美國IBM公司的E.F.Codd，從1970年起連續發表了多篇論文，提出關系模型，奠定了關系數據庫的理淪基礎。倉庫號器件號數量WH1P2675WH1P3250WH1P4340WH2P1280WH2P2200WH2P4270WH3P2500WH3P1330庫存器件倉庫庫存1、關系。一個關系對應于一張二維表。2、元組。表中一行稱為一個元組。3、屬性。表中一列稱為一個屬性。給每列起一個名即為屬性名。4、主碼(PrimaryKey，也稱主關鍵字)。5、域。屬性的取值范圍。6、分量。元組中的一個屬性值。7、關系模式。對關系的描述，用關系名(屬性1，屬性2，…屬性n)來表示。eg.庫存（倉庫號，器件號，數量）倉庫（倉庫號，城市，面積）第三節數據庫的設計一、數據庫設計的主要內容現實世界觀念世界數據世界人們頭腦之外的客觀世界，它包含客觀事物及其相互聯系信息世界，是現實世界在人們頭腦中的反映現實世界中的事物及其聯系，在數據世界中用數據模型描數據庫設計的步驟現實世界觀念世界數據世界用戶需求分析概念結構設計邏輯結構設計物理結構設計E-R圖數據模型概念結構設計邏輯結構設計信息的轉換客觀事物類：事物相關性質集合人實體實體集合及實體聯系相關屬性集合加工、轉換數文件據記錄庫相關數據項集合加工轉換存儲二進制數據集合結構計算機世界DBMS數據世界DBMS的數據模型信息世界認識選擇描述現實世界E-R模型二、實體聯系模型(E-R模型)實體聯系模型反映的是現實世界中的事物及其相互聯系。1、實體(Entity)

描述客觀事物的概念2、屬性"屬性"指實體具有的某種特性。實體名稱表示方法：表示方法：屬性實體名稱屬性1屬性2屬性n3、聯系現實世界的事物總是存在著這樣或那樣的聯系聯系表示方法：實體1實體2聯系聯系的類型設A，B為兩個包含若干個體的總體，1、一對一聯系如果對于A中的一個實體，B中至多有一個實體與其發生聯系，反之，B中的每一實體至多對應A中一個實體，則稱A與B是一對一聯系。系系主任任職11病區科室主任任職112、一對多聯系如果對于A中的每一實體，實體B中有一個以上實體與之發生聯系，反之，B中的每一實體至多只能對應于A中的一個實體，則稱A與B是一對多聯系。AB聯系1n教研室教師聯系1n3、多對多聯系如果A中至少有一實體對應于B中一個以上實體，反之，B中也至少有一個實體對應于A中一個以上實體，則稱A與B為多對多聯系。AB聯系mn教師學生教學mnE—R圖建模實體及其聯系概念模型E—R圖E—R圖繪制圖書作者寫作出版社類別頁數ISBN書名姓名出生地身份證號定稿時間價格1、利用分類、聚集、概括等方法抽象出實體，并一一命名。2、描述實體之間的聯系3、實體屬性和聯系屬性的說明三、E—R圖向關系數據模型的轉換回顧實體實體集合及實體聯系相關屬性集合加工、轉換數文件據記錄庫相關數據項集合數據世界DBMS的數據模型信息世界E-R模型關系模式對關系的描述，用關系名(屬性1，屬性2，…屬性n)來表示。eg.庫存（倉庫號，器件號，數量）倉庫（倉庫號，城市，面積）轉換過程示意圖E-R圖關系模型2、聯系

a.聯系具有屬性：聯系名作為關系名，發生聯系的實體的主關鍵字作為聯系的主關鍵字。

b.聯系不具有屬性：不帶有屬性的聯系可以去掉。1、實體相應轉換為一個關系，實體名稱作為關系名稱，該關系包括對應實體的全部屬性，并確定出該關系的關鍵字。轉換方法和原則轉換舉例一廠長號*姓名年齡廠長廠號*廠名地點工廠管理11廠長（廠長號，姓名，年齡）工廠（廠號，廠名，地點）管理（廠號，廠長號）轉換舉例二倉庫號*地點面積倉庫貨號*品名價格產品存放1n倉庫（倉庫號，地點，面積）產品（貨號，品名，價格）數量存放（倉庫號，貨號）轉換舉例三學號*姓名年齡學生課程號*課程名學時數課程學習mn學生（學號，姓名，年齡）課程（課程號，課程名，學時數）成績學習（學號，課程號，成績）四、數據庫設計規范化——范式理論必要性：解決在關系模式設計時，存在的數據存儲異常現象：數據冗余、修改異常、插入異常、刪除異常等。ISBN書名頁數價格出版社作者7-04-001968-O.719概率論4035.8高教出版社盛聚7-04-001968-O.719概率論4035.8高教出版社謝式千7-111-06887-4可靠性模型與應用27019.0機械工業出版社蔣仁言7-111-06887-4可靠性模型與應用27019.0機械工業出版社左明健7-5327-1224.9/1.717基督山伯爵142818.0止海譯文出版社大仲馬7-5237-1224-9/1.321三個火槍手98216.7上海譯文出版社大仲馬第一規范型：如果一個關系模式中的屬性都是單純的（即不可再分為更小的屬性），則稱該模式是屬于第一規范型（FirstNormalForm,即1NF）。姓名地址省市街道郵編甲江蘇南京衛崗210095姓名省市街道郵編甲江蘇南京衛崗210095規范化第二規范型：如果一個關系模式屬于1NF，并且所有的非關鍵字都完全地依賴于關鍵字（即不存在部分依賴），則稱該關系模式屬于第二規范型,即2NF。零件號倉庫號零件數量11100211503120042150倉庫號倉庫地址1北區1號2南區1號第三規范型：如果一個關系模式屬于2NF，并且不存在非關鍵字傳遞地依賴于關鍵字，則稱該關系模式屬于第三規范型（3NF）。職工號職工職務工資1001張三工程師2001002李四技術員1201003楊華工程師2001005王五高工350職工號職工職務1001張三工程師1002李四技術員1003楊華工程師1005王五高工職務工資技術員120工程師200高工350規范化程度越高數據冗余更新異常連接運算時間查詢時間效率測試題1、管理信息系統是（

）

A、計算機系統B、數據處理系統

C、辦公自動化系統D、人機交互系統2、管理信息系統結構是指（

）

A、管理信息系統的物理結構

B、管理信息系統的組成及各組成部分之間的相互關系

C、管理信息系統的軟件結構

D、管理信息系統的硬件結構